Фамилия Пацелий — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Скорее всего, она имеет искусственное, семинарское происхождение. В среде русского духовенства в XVII–XIX веках было принято давать будущим священникам «благозвучные» фамилии на латинский или греческий манер, часто путём перевода или переделки мирского имени, названия праздника или просто красивого слова.

Вероятнее всего, основа фамилии — латинское слово pax (род. падеж pacis), что значит «мир». Суффикс -елий (как в фамилиях Корнелий, Виталий) — типичный для искусственных семинарских образований. Таким образом, Пацелий — это «мирный», «примиряющий». В духовных училищах такую фамилию могли дать ученику по фамилии Мирный, Миров или по прозвищу Миролюб, просто переведя основу на латынь и придав ей «учёное» окончание.

Менее убедительна, но возможна версия о происхождении от польского или белорусского слова paca (устар. «мир», «согласие», а также «пучок», «узел»). Однако в этом случае фамилия звучала бы как Пацевич или Пацкевич, а окончание -лий для восточнославянских фамилий нетипично. Версия о происхождении от имени Пац (уменьшительное от Павел или Ипатий) тоже не объясняет редкого суффикса.

География бытования фамилии узкая. Носители фамилии Пацелий встречаются в основном на западе России, в Беларуси и на Украине, что косвенно подтверждает её связь с униатским или православным духовенством западных губерний, где латинские влияния в образовании были сильны.

Словообразовательная модель здесь — суффиксальная (суффикс -ий), а основа восходит к латинскому корню. Это ставит фамилию в один ряд с такими же «книжными» фамилиями, как Ректорий, Адвокатов, Митропольский. Носитель фамилии Пацелий, скорее всего, потомок человека, учившегося в семинарии, где ему и дали эту звучную фамилию с латинским оттенком.